(57)【要約】  レーザ加工機（１）を制御する制御装置であって、レーザ加工機（１）によるレーザ加工が施された加工部分の形状に関する形状データと、レーザ加工機（１）の加工条件のデータと、が格納されるデータ格納手段であるＨＤＤ（１１）と、データ格納手段に格納された形状データおよび加工条件のデータを参照して、加工条件の調整を実行する加工条件調整手段であるＣＰＵ（１０）と、を有し、データ格納手段には、レーザ加工が施されたワークが不良品である旨の判断がなされた場合において当該ワークについて取得された形状データと、不良品である旨の判断に応じて加工条件調整手段により調整された加工条件のデータと、が関連付けされて蓄積される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工機を制御する制御装置であって、
前記レーザ加工機によるレーザ加工が施された加工部分の形状に関する形状データと、前記レーザ加工機の加工条件のデータと、が格納されるデータ格納手段と、
前記データ格納手段に格納された前記形状データおよび前記加工条件のデータを参照して、前記加工条件の調整を実行する加工条件調整手段と、を有し、
前記データ格納手段には、前記レーザ加工が施されたワークが不良品である旨の判断がなされた場合において当該ワークについて取得された前記形状データと、前記不良品である旨の判断に応じて前記加工条件調整手段により調整された前記加工条件のデータと、が関連付けされて蓄積されることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記データ格納手段には、前記レーザ加工が施されたワークが良品である旨の判断がなされた際における前記加工条件のデータが登録されることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記加工条件調整手段による調整を完了させるための入力操作を受け付ける調整完了入力手段を有し、
前記調整完了入力手段への前記入力操作に応じて、前記データ格納手段に前記加工条件のデータが登録されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記データ格納手段には、さらに、前記ワークの材質および板厚の少なくとも一方のデータが格納されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記形状データを取得するための形状データ取得手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記形状データ取得手段は、前記加工部分を撮影する撮影手段と、前記レーザ加工による加工面の表面粗さを測定する表面形状測定手段と、の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
レーザ加工機によるレーザ加工が施された加工部分の形状に関する形状データと、前記レーザ加工機の加工条件のデータと、が格納されるデータ格納手段と、
前記データ格納手段に格納された前記形状データおよび前記加工条件のデータを参照して、前記加工条件の調整を実行する加工条件調整手段と、を備える制御装置を有し、
前記データ格納手段には、前記レーザ加工が施されたワークが不良品である旨の判断がなされた場合において当該ワークについて取得された前記形状データと、前記不良品である旨の判断に応じて前記加工条件調整手段により調整された前記加工条件のデータと、が関連付けされて蓄積されることを特徴とするレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、およびその制御装置を備えるレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ加工において加工不良が確認された場合、加工部分の状態に応じて加工条件を変更して、再度加工がなされる。加工条件は、加工不良が確認された場合における加工部分の状態に応じて、オペレータの経験に基づく判断や、加工ヘルプ画面等に表示される対処法等に従って調整されることとなる。例えば、特許文献１には、不良原因を示す複数の変更原因のリストを表示し、選択された不良原因に関連する全ての情報を条件変更リストとして表示する加工機ノウハウサポートシステムの技術が提案されている。表示された条件変更リストの中から変更内容が選択され、当該加工機に対する設定変更が行われることにより、不良品発生の原因解消に対処する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９９５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ加工において加工不良を解消する際の多くは、加工条件とされる二つ以上のパラメータについて調整が求められることとなる。リストとして表示された複数のパラメータからいずれのパラメータを選択して、そのパラメータをどの程度変更させるかは、オペレータの判断に委ねられることとなる。このため、オペレータが持つ加工ノウハウの程度によっては、加工不良を解消できるまでに多大な試行回数や時間が費やされる場合が生じることになる。また、レーザ加工に求められる加工精度は、製造品の種類やユーザごとに異なる場合が多いことから、求められる加工精度に適した加工条件の調整が可能であることも望まれることとなる。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工ノウハウの程度に関わらず、所望の加工精度に適した加工条件の調整を可能とし、加工不良の解消を可能とする制御装置、およびその制御装置を備えるレーザ加工機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ加工機を制御する制御装置であって、前記レーザ加工機によるレーザ加工が施された加工部分の形状に関する形状データと、前記レーザ加工機の加工条件のデータと、が格納されるデータ格納手段と、前記データ格納手段に格納された前記形状データおよび前記加工条件のデータを参照して、前記加工条件の調整を実行する加工条件調整手段と、を有し、前記データ格納手段には、前記レーザ加工が施されたワークが不良品である旨の判断がなされた場合において当該ワークについて取得された前記形状データと、前記不良品である旨の判断に応じて前記加工条件調整手段により調整された前記加工条件のデータと、が関連付けされて蓄積されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加工ノウハウの程度に関わらず、所望の加工精度に適した加工条件の調整を可能とし、加工不良の解消が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、表示手段における表示例を示す図である。
【図３】図３は、加工条件を調整する手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して、本発明に係る制御装置およびレーザ加工機の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機１の構成を示すブロック図である。レーザ加工機１は、加工テーブル２、制御装置本体３、形状データ取得手段４および表示手段５を備える。加工テーブル２は、材料である板材が載置される。制御装置本体３、形状データ取得手段４および表示手段５は、レーザ加工機１を制御する制御装置を構成する。
【００１１】
制御装置本体３は、ＣＰＵ１０、ＨＤＤ１１および加工スタートボタン１２を備える。ＣＰＵ１０は、レーザ加工機１の制御のための各種の演算処理を実行する。データ格納手段であるＨＤＤ１１には、データベースが格納されている。データベースには、レーザ加工機１によるレーザ加工が施された加工部分の形状に関する形状データ、レーザ加工機１の加工条件のデータの他、例えば、ワークの材質のデータ、および板厚のデータが登録されている。
【００１２】
ＣＰＵ１０は、データベースに登録された形状データおよび加工条件のデータ等を参照して加工条件の調整を実行する加工条件調整手段として機能する。加工スタートボタン１２は、レーザ加工機１によるレーザ加工を開始させるための入力操作を受け付ける。
【００１３】
形状データ取得手段４は、例えばＬＡＮを介して制御装置本体３に接続されている。形状データ取得手段４は、加工部分の形状に関する形状データを取得するためのものであって、撮影手段１３と表面形状測定手段１４とを備える。撮影手段１３は、加工部分を撮影するカメラである。表面形状測定手段１４は、レーザ加工による加工面の表面粗さを測定する。表面形状測定手段は、例えば、光走査型の表面形状測定装置とする。なお、形状データ取得手段４は、撮影手段１３と表面形状測定手段１４との少なくとも一方を備えるものであれば良いものとする。
【００１４】
図２は、表示手段５における表示例を示す図である。表示手段５は、例えば、タッチパネルとして機能する画面１５を備えるＣＲＴディスプレイである。ここでは、形状データ取得手段４による測定の最中における表示例を示している。画面１５には、測定開始ボタン１６と調整完了ボタン１７とが表示されている。測定開始ボタン１６は、形状データ取得手段４による測定を開始させるための入力操作を受け付ける。調整完了ボタン１７は、加工条件の調整を完了させるための入力操作を受け付ける調整完了入力手段である。また、画面１５中、測定開始ボタン１６および調整完了ボタン１７の横には、レーザ加工機１の現在のステータスを表すものとして、「測定中」の文言が表示されている。
【００１５】
図３は、加工条件を調整する手順を説明するフローチャートである。ステップＳ１では、加工テーブル２に材料がセットされる。ステップＳ２では、レーザ加工のためのＮＣプログラムが呼び出される。ステップＳ３において、オペレータが加工スタートボタン１２を押すと、ステップＳ４においてレーザ加工が開始される。レーザ加工は、呼び出されたＮＣプログラムと、初期値として設定されている加工条件とに従って実施される。ステップＳ５では、レーザ加工が終了したか否かが判断される。レーザ加工が終了していないと判断された場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップＳ４で開始されたレーザ加工が続行される。レーザ加工が終了したと判断された場合（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ステップＳ６において、加工後のワークが取り出され、加工不良の有無がオペレータによって確認される。
【００１６】
ステップＳ６での確認によって加工不良が発見され、ワークが不良品である旨の判断（良品ではない旨の判断）がなされた場合（ステップＳ７、Ｎｏ）、オペレータは、不良品と判断されたワークを形状データ取得手段４にセットする（ステップＳ８）。ステップＳ９においてオペレータが測定開始ボタン１６を押すと、ステップＳ１０において、撮影手段１３による撮影と、表面形状測定手段１４による測定とが実行される。
【００１７】
レーザ加工による主な成形不良としては、例えば、板材の裏面におけるドロスの付着、加工面に形成される筋状の凹凸などがある。形状データ取得手段４は、主に撮影手段１３を用いた撮影によって、ドロスの形状やサイズに関するデータを取得する。また、形状データ取得手段４は、主に表面形状測定手段１４を用いた測定によって、加工面の凹凸に関するデータを取得する。形状データ取得手段４は、これらのデータを数値化して、形状データとする。
【００１８】
オペレータは、加工品の評価としては、加工不良であるか否かのみを判断すれば良く、いずれの態様の加工不良に該当しているかについては、形状データ取得手段１４による測定によって正確かつ客観的に判断される。形状データ取得手段４で取得された形状データは、ネットワーク通信もしくはシリアル通信によって制御装置本体３へ送信される（ステップＳ１１）。例えば、形状データ取得手段４による測定を開始してから制御装置本体３への形状データの送信が完了するまでの間、表示手段５の画面１５には「測定中」の文言が表示される。
【００１９】
次に、制御装置本体３は、ＣＰＵ１０における演算により、加工条件の自動修正を実施する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、加工不良が生じたワークの材質および板厚と、形状データ取得手段４で取得された形状データとに関連付けられて登録されている加工条件のデータを読み出し、読み出されたデータと現在の加工条件とを比較して、加工不良の解消に最も適する加工条件への修正がなされる。
【００２０】
調整対象とされる加工条件のパラメータとしては、例えば、レーザの焦点位置、ガス圧、加工送り速度、レーザの出力パワー、ノズルギャップ等がある。ドロスが付着する加工不良に対しては、例えば、焦点位置を上げる、ガス圧を上げる、加工送り速度を下げる等の修正がなされる。加工面に筋状の凹凸が生じる加工不良に対しては、例えば、焦点位置を上げる、或いは下げる、ガス圧を下げる等の修正がなされる。焦点位置は、例えば０．５ｍｍ単位で変化させる。調整対象とされるパラメータの選択および変化させる度合いは、例えばドロスについては粒のサイズや形状、筋状の凹凸については筋の形状、凹凸の高低、間隔等、加工不良の態様に応じて適宜修正される。さらに、加工不良に対する対処方法は、材料や板厚によっても異なる。なお、調整対象とされる加工条件のパラメータは少なくとも一つであれば良く、複数であっても良い。調整対象とされる加工条件のパラメータは、本実施の形態で説明するものに限られず、適宜追加しても良い。
【００２１】
加工条件の修正が完了すると、ステップＳ１３において、表示手段５の画面１５には例えば「条件修正済み」の文言が表示される。次に、ステップＳ１４において再び材料がセットされ、ステップＳ３においてオペレータが加工スタートボタン１２を押すと、調整後の加工条件で再びレーザ加工が開始される（ステップＳ４）。そして、ステップＳ７においてワークが不良品である旨の判断が再びなされた場合（ステップＳ７、Ｎｏ）、ステップＳ８以降の手順を繰り返す。
【００２２】
ステップＳ７においてワークが良品である旨の判断がなされた場合（ステップＳ７、Ｙｅｓ）、オペレータは、ステップＳ１５において、調整完了ボタン１７を押す。調整完了ボタン１７が押されることに応じて、ワークが良品である旨の判断がなされた際における加工条件のデータが、形状データ取得手段４にて取得された形状データとともに、データベースに登録される（ステップＳ１６）。以上により、加工条件の調整が終了する。なお、データベースに登録されるワークの材質のデータ、および板厚のデータは、予めＨＤＤ１１に格納されているものである他、例えば加工開始時や測定開始時等に入力されるものとしても良い。
【００２３】
このような加工条件の調整が、レーザ加工機１について繰り返し実施される。これにより、データ格納手段には、ワークが不良品である旨の判断がなされた場合において当該ワークについて取得された形状データと、不良品である旨の判断に応じて加工条件調整手段により調整された加工条件のデータと、が関連付けされて蓄積されていく。なお、レーザ加工機１による加工によってデータが蓄積される以前において、加工条件のデータや形状データの初期値をＨＤＤ１１に予め格納することとしても良い。
【００２４】
データベースに蓄積された加工条件のデータを基にして加工条件を調整することにより、オペレータが持つ加工ノウハウの程度に関わらず、少ない試行回数、短時間の調整作業により、加工不良を解消することが可能となる。また、レーザ加工において加工不良が認められるごとに、その形状データと調整後の加工条件のデータとが蓄積されていくことにより、製造品の種類やユーザごとに、レーザ加工に求める加工精度に適した加工条件の調整を可能にできる。これにより、加工ノウハウの程度に関わらず、所望の加工精度に適した加工条件の調整を可能とし、加工不良の解消が可能となるという効果を奏する。
【００２５】
本実施の形態に係る制御装置は、従来のレーザ加工機に適用することとしても良い。また、制御装置は、少なくとも制御装置本体３を備えるものであれば良く、形状データ取得手段４あるいは表示手段５を含まないものとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明に係る制御装置およびレーザ加工機は、物品製造において、オペレータによる加工ノウハウの程度に関わらず、加工不良を解消可能とする上で有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１  レーザ加工機
４  形状データ取得手段
５  表示手段
１０  ＣＰＵ（加工条件調整手段）
１１  ＨＤＤ（データ格納手段）
１３  撮影手段
１４  表面形状測定手段
１７  調整完了ボタン（調整完了入力手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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